INSTITUCIÓN EDUCATIVA ANGEL MARIA PAREDES
PLAN DE CLASE
GRADO NOVENO
ASIGNATURA DE BIOLOGÍA
PRIMER PERÍODO
PROFESORA: Mg. MAIRA ALEJANDRA BERMEO PARRA.
edgarramirezmejia@hotmail.com
UNIDAD 1: LA BIOLOGÍA MOLECULAR
TEMAS:
COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Básicas, científicas, interpretativas, comprensión, argumentación y proposición.
ESTANDAR: •Reconozco la importancia del modelo de la doble hélice para la explicación del almacenamiento y transmisión del material hereditario. •Establezco relaciones entre los genes, las proteínas y las funciones celulares.
OBJETIVO: Reconocer la importancia del estudio de la biología molecular para comprender el origen de la vida.
ESTUDIANTE: __________________________________________ COD: ______
FASE I: LECTURA RELACIONADA Y TEORIA
“Transgénesis”
La transgénesis es un fenómeno cotidiano, hoy en día los alimentos modificados genéticamente abundan en nuestra mesa y constantemente aumentan los estudios que ocupan esta tecnología para aumentar la producción de semillas, leche, carne, rendimiento de azucares y aceites, aumentar la resistencia a enfermedades o simplemente modificar aspectos cualitativos como sabor o color. Podemos decir que esta técnica llego para quedarse, pero ¿en qué consiste?
El proceso consiste en introducir una construcción que contiene un gen de interés, generalmente la secuencia codificante para una proteína, y distintos marcadores que permitirán reconocer y seleccionar los casos en que el gen sea correctamente introducido en el nuevo organismo. Dependiendo de transgénesis animal o vegetal existen diferentes técnicas y métodos para introducir las construcciones que incluyen pulsos eléctricos, balísticos, lípidos con carga eléctrica, micro inyección en células progenitoras fecundadas, entre otras.
Pero no solo la industria se beneficia del uso de animales transgénicos, también están siendo ampliamente utilizados en el campo de las ciencias biomédicas convirtiéndose en herramientas fundamentales en campo tan diversos como desarrollo embrionario, diferenciación celular, estudios de la función de genes, estudios de enfermedades congénitas, modelos de estudios para terapias génicas o como productores de productos biológicos de necesidad humana como hormonas o anticuerpos. En estas áreas de investigación se utilizan principalmente tres tipos de animales transgénicos:
- El Transgénico, animal que incorporo en su genoma una secuencia de ADN, producto de la manipulación del investigador. Esta secuencia se integra aleatoriamente en 1 o más copias.
- El “Knock-In”, animal que incorporó una secuencia de ADN en un sitio particular de su genoma, remplazando las secuencias e información previamente contenidas en él.
- El “Knock-Out”, animal que incorporó una secuencia de ADN en un sitio particular de su genoma interrumpiendo un gen, llevando a su silenciamiento o completa eliminación del genoma.
En los últimos años también han aparecido los mutantes condicionales, animales que solo van a expresar o apagar determinado gen en regiones delimitadas del organismo o que pueden activarse o apagarse controladamente por la administración de alguna droga.
Todas estas herramientas, junto con la secuenciación del genoma humano, del ratón y de muchas otras especies han marcado la pauta del desarrollo científico en biología en las últimas décadas.
El CECS (Centro de Estudios Científicos) cuenta desde el año 2005 con la infraestructura y el personal para diseñar, desarrollar y criar ratones transgénicos. Hasta la fecha han desarrollado más de 50 tipos distintos para estudio dentro del CECS, aunque también se han enviado ratones a otras partes del país y recientemente al extranjero.
Autor: Mauricio Sáenz, Bioquímico.
A partir de la lectura, responde:
¿Qué otro título le colocaría?
¿Cuál es la importancia de la lectura para la salud de las personas y los demás seres vivos? Argumenta tu respuesta.
Según el texto, qué significado tienen los siguientes conceptos: gen, genoma, genoma humano, ADN, transgénico, proteínas, secuencia de marcadores, resistencia a enfermedades.
Construye una sopa de letras utilizando los conceptos de que aparecen en la pregunta número 3.
Realiza un dibujo que ilustre lo leído. Usa una página completa del cuaderno y colorea.
FASE II Y III: TEORÍA Y CONCEPTOS.
REPASO DE ESTRUCTURA CELULAR.
¿Qué es una célula?
La célula es la estructura más pequeña capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Todos los organismos vivos están formados por células. Algunos organismos microscópicos, como las bacterias y los protozoos, son unicelulares, lo que significa que están formados por una sola célula. Las plantas, los animales y los hongos son organismos pluricelulares, es decir, están formados por numerosas células que actúan de forma coordinada.
El tamaño de las células es muy variable. La más pequeña, un tipo de bacteria denominada micoplasma, mide menos de una micra de diámetro. Entre las de mayor tamaño destacan las células nerviosas que descienden por el cuello de una jirafa, que pueden alcanzar más de 3 m de longitud. Las células humanas presentan también una amplia variedad de tamaños.
Células eucariotas y procariotas:
Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular.
Célula procariota: Se llama procariotas a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma
•Son las algas y las bacterias.
•Sus formas son esféricas, ovoide, de bastón y espirada.
•No poseen núcleo celular delimitado
•No tienen orgánulos membranosos
•Son los organismos pluricelulares de los reinos, fungí, metafita y metazoo.
Poseen un núcleo celular delimitado por una doble membrana
•Poseen núcleo verdadero y otros orgánulos
•Poseen complejos supramoleculares.
Estructura/Proceso...........En eucariotas.................................................................... En Procariotas
Membrana nuclear.............. Presente..................................................................................Ausente
ADN.................................. Presente en el núcleo....................... ........................................Disperso en el citoplasma
Cromosomas......................Múltiples............................................................Único
División celular....................Mitosis o Meiosis.....................................................................Fisión binaria
Mitocondria.........................Presentes...................................................Ausente
Cloroplasto.........................Presentes en células vegetales................................................Ausente
Ribosomas.........................Presentes....................................................Presentes
Pared celular......................Presente................................................................................... Presente
Nucléolos............................Presentes....................................................Ausentes
Retículo endoplásmatico....Presente................................................................Ausente
Órganos de locomoción......Cilios y flagelos....................................................Flagelos sin estructura
Responde las siguientes preguntas:
¿Qué es una célula? Explique.
¿Cómo se clasifican las células según su estructura?
¿Qué organelos celulares poseen las células procariotas y cuáles no?
¿Qué organelos celulares poseen las células eucariotas?
Dibuja una célula procariota y una eucariota con sus respectivas partes.
Construye un cuadro comparativo entre la estructura de una célula procariota y una eucariota.
Las células eucariotas a su vez se dividen en vegetal y animal;
¿Cuáles son las diferencias entre la célula vegetal y animal? Si bien es cierto, que existen diferencias entre la célula animal y la célula vegetal, también hay muchas semejanzas.
Tanto las células vegetales como las animales tienen membrana plasmática, núcleo (cromosomas, nucléolo y membrana nuclear) y en su citoplasma tienen mitocondrias, ribosomas, lisosomas, aparato de Golgi, retículo endoplásmatico y vacuola (estas últimas se diferencian en el tamaño)
Las diferencias principales son:
•Realizan la fotosíntesis para producir sus propios alimentos
•La división celular ocurre al crecer un nuevo tabique que separa las dos células hijas
•Tienen la capacidad de ingerir partículas alimenticias, que después son digeridas en el interior
•La división celular ocurre por contracción de la célula para producir dos células.
¿Cómo se clasifican las células eucariotas?
Realiza un dibujo de las células animal y vegetal con sus respectivas partes.
Construye un cuadro comparativo entre las células animales y vegetales.
Haga un resumen sobre la estructura del ADN.
Explique cuáles son las funciones del ADN.
TAREA: Resolver las dos preguntas que aparecen en la guía sobre el núcleo celular.
Observa el siguiente video acerca de la célula y el núcleo:
A partir de lo observado, construye un mapa conceptual que resuma la estructura del núcleo celular y la cromatina.
LA ESTRUCTURA DEL ADN, LOS GENES Y EL CÓDIGO GENÉTICO
Las instrucciones que determinan todas las características y funciones de un organismo se encuentran en su material genético: el ADN (ácido desoxirribonucleico).
El conocimiento del ADN, su estructura y función, fue determinante para el desarrollo de la biotecnología moderna.
La estructura de doble hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran en el año 1953 proporcionó respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la herencia. Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la información genética estaba contenida en la secuencia de las bases que conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las investigaciones, se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los nucleótidos. Este código genético mediante el cual se “escriben” las instrucciones celulares es común a todos los organismos. Es decir que el ADN de un ser humano puede ser “leído” dentro de una bacteria, y una planta puede interpretar la información genética de otra planta diferente. A esta propiedad de la información genética se la conoce como “universalidad del código genético”.
El código genético universal es uno de los conceptos básicos para comprender los procesos de la biotecnología moderna. Por ejemplo, la posibilidad de generar organismos transgénicos, y que las instrucciones del ADN de un organismo puedan determinar nuevas características en organismos totalmente diferentes.
El ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus funciones. Además, a través del ADN se transmiten esas características a los descendientes durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células. En las células eucariotas el ADN está contenido dentro del núcleo celular, mientras que en las células procariotas, que no tienen un núcleo definido, el material genético está disperso en el citoplasma celular.
El ADN está organizado en cromosomas. En las células eucariotas los cromosomas son lineales, mientras que los organismos procariotas, como las bacterias, presentan cromosomas circulares. Para cada especie, el número de cromosomas es fijo. Por ejemplo, los seres humanos tienen 46 cromosomas en cada célula somática (no sexual), agrupados en 23 pares, de los cuales 22 son autosomas y un par es sexual. Una mujer tendrá un par de cromosomas sexuales XX y un varón tendrá un par XY.
Cada cromosoma tiene dos brazos, ubicados por arriba y por debajo del centrómero. Cuando los cromosomas se duplican, previo a la división celular, cada cromosoma está formado por dos moléculas de ADN unidas por el centrómero, conocidas como cromátidas hermanas.
El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son cuatro: adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina (G), y siempre una A se enfrenta a una T y una C se enfrenta a una G en la doble cadena. Las bases enfrentadas se dice que son complementarias. El ADN adopta una forma de doble hélice, como una escalera caracol donde los lados son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas por “escalones”, que son las bases nitrogenadas. La molécula de ADN se asocia a proteínas, llamadas histonas, y se encuentra muy enrollada y compactada para formar el cromosoma.
La doble hélice de ADN con las bases nitrogenadas complementarias que se ubican hacia dentro y establecen uniones no covalentes (o fuerzas de atracción) entre sí que mantienen la estructura de la molécula. Las desoxirribosas (azúcares) y los grupos fosfato constituyen las columnas de la molécula.
Cuando la célula se divide, cada nueva célula que se forma debe portar toda la información genética, que determine sus características y funciones. Para eso, antes de dividirse, el ADN debe replicarse, es decir generar una copia de sí mismo. Durante la replicación, la molécula de ADN se desenrolla, separando sus cadenas. Cada una de éstas servirá como molde para la síntesis de nuevas hebras de ADN. Para eso, la enzima ADN-polimerasa coloca nucleótidos siguiendo la regla de apareamiento A-T y C-G. El proceso de replicación del ADN es semiconservativo, ya que al finalizar la duplicación, cada nueva molécula de ADN estará conformada por una hebra “vieja” (original) y una nueva.
¿Cómo se interpretan las instrucciones escritas en el ADN?
La información está guardada en el ADN en el código de secuencia de bases A, T, C y G que se combinan para originar “palabras” denominadas genes. Los genes son fragmentos de ADN cuya secuencia nucleotídica codifica para una proteína. Es decir que a partir de la información “escrita” en ese fragmento de ADN se fabrica (sintetiza) un tipo particular de proteína. Aunque, en realidad, los genes también llevan la información necesaria para fabricar moléculas de ARN (ribosomal y de transferencia) que intervienen en el proceso de síntesis de proteínas. El ARN (ácido ribonucleico) es una molécula con una estructura similar al ADN.
Un gen no es una estructura que se vea sino que se define a nivel funcional. Es una secuencia que va a empezar en algún lugar del ADN y va a terminar en otro. Para conocer un gen se secuencia, se determina la cantidad de los nucleótidos que lo forman y el orden en que se ubican.
Todas las células de un organismo tienen el mismo genoma, o conjunto de genes. Pero, en cada célula se expresan los genes que se usan. Por ejemplo, aunque una célula de la piel tiene toda la información genética al igual que la célula del hígado, en la piel solo se expresarán aquellos genes que den características de piel, mientras que los genes que dan características de hígado, estarán allí “apagados”. Por el contrario, los genes que dan rasgos de “hígado” estarán activos en el hígado e inactivos en la piel. Lo que no se usa se encuentra mayormente compactado. Este empaquetamiento puede ser temporal o definitivo.
Las proteínas son macromoléculas que cumplen funciones variadas. Hay proteínas estructurales, otras son enzimas, otras transportan oxígeno como la hemoglobina, hay proteínas involucradas en la defensa inmunitaria, como los anticuerpos, otras cumplen funciones de hormonas como la insulina, etc.
Así como el ADN está compuesto a partir de nucleótidos, las proteínas están compuestas a partir de aminoácidos. Hay 20 aminoácidos diferentes, y cada proteína tiene una secuencia de aminoácidos particular.
El proceso de síntesis de proteínas consta básicamente de dos etapas: la transcripción y la traducción. En la primera etapa, las “palabras” (genes) escritas en el ADN en el lenguaje de los nucleótidos se copian o transcriben a otra molécula, el ARN mensajero (ARNm). Luego, en la etapa siguiente, el ARNm se traduce al idioma de las proteínas, el de los aminoácidos. Este flujo de información se conoce como el “dogma central de la biología”.
Durante la transcripción la enzima ARN polimerasa, copia la secuencia de una hebra del ADN y fabrica una molécula de ARN complementaria al fragmento de ADN transcripto. El proceso es similar a la replicación del ADN, pero la molécula nueva que se forma es de cadena simple y se denomina ARN. Se denomina ARN mensajero porque va a llevar la información del ADN hacia los ribosomas, las organelas encargadas de fabricar las proteínas. El ARN, o ácido ribonucleico, es similar al ADN aunque no igual. El ARN se diferencia del ADN en que es de cadena simple, en lugar del azúcar desoxirribosa tiene ribosa, y en lugar de la base nitrogenada timina, (T), tiene uracilo (U).
La traducción y el código genético
La molécula del ARN mensajero se traslada a los ribosomas donde ocurre la etapa de traducción. Durante esta etapa el ribosoma lee la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero por tripletes o tríos de nucleótidos, denominados codones. A medida que el ribosoma lee la secuencia de codones va formando una proteína, a partir de la unión de aminoácidos. Según cuál es el codón que el ribosoma “lee” va colocando el aminoácido que corresponde. Si se considera la combinación de cuatro bases tomadas de a tres, existe un total de 64 codones posibles. Cada codón determina qué aminoácido se colocará en la proteína que se está fabricando. De los 64 codones, 61 corresponden a aminoácidos y 3 son codones de terminación (stop), responsables de la finalización de la síntesis proteica.
El código genético o “diccionario” permite traducir la información escrita en el lenguaje de los ácidos nucleicos (nucleótidos) al lenguaje de las proteínas (aminoácidos), y es universal, o sea, es válido para todos los seres vivos.
Cada codón del ARNm es leído por otro ARN, llamado ARN de transferencia (ARNt), que actúa como un “adaptador” entre la información que lleva el ARNm y los aminoácidos que deben ir colocándose para formar la proteína correspondiente. El ARNt es muy pequeño comparado con los ARNm y tiene una secuencia, denominada anticodón que aparea (es decir, es complementaria) con el codón. Cada ARN de transferencia tiene un anticodón y “carga” un aminoácido en particular. Por ejemplo, el ARNt que tiene el anticodón UCA, se aparea al codón AGU, y carga el aminoácido serina (Ser). De la misma manera, el ARNt que carga tirosina (Tyr) se aparea, a través de su anticodón, con el codón UAC. Así se va formando una cadena polipeptídica (proteína) a medida que los anticodones de los ARNt reconocen sus respectivos codones en el ARNm. Este proceso de síntesis proteica ocurre en los ribosomas.
El ADN y la biotecnología moderna
Cuando los científicos comprendieron la estructura de los genes y cómo la información que portaban se traducía en funciones o características, comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a otro para conferirle una nueva característica. Justamente, de eso se trata la ingeniería genética, a la que podríamos definir como un conjunto de metodologías que nos permite transferir genes de un organismo a otro, y que dio impulso a la biotecnología moderna. La ingeniería genética permite clonar (multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Así, es posible obtener proteínas de interés en organismos diferentes del original del cual se extrajo el gen, mejorar cultivos y animales, producir fármacos, y obtener proteínas que utilizan diferentes industrias en sus procesos de elaboración.
La ingeniería genética es el proceso de la utilización de la tecnología del ADN recombinante (ADNr) para alterar la composición genética de un organismo. Tradicionalmente, los seres humanos han manipulado indirectamente los genomas mediante el control de la reproducción, así como seleccionando aquella descendencia que tenga las características deseadas. La ingeniería genética implica la manipulación directa de uno o más genes. Lo más común es que un gen de otra especie se introduzca en el genoma de un organismo para producir el fenotipo deseado.
Escucha el siguiente audio y saca tus conclusiones sobre el tema.
FASE IV: TALLER DE REPASO Y DE APLICACIÓN.
El ADN es el material genético que poseen todos y cada uno de los seres vivos a partir del cual se expresan las condiciones físicas, psíquicas y fisiológicas de cada individuo.
Es decir, nuestro aspecto físico y muchos de nuestros comportamientos están marcados desde que nacemos en nuestro ADN y además lo heredamos de nuestros padres. (Es como una biblioteca).
Un poco de historia sobre el ADN:
1.- MENDEL (1865): Fue un monje que se dedicaba a la agricultura y observó dos variedades de la planta del guisante (Pisum sativum) ya que, una variedad producía semillas de color verde y la otra de color amarillo. Más tarde se dio cuenta de otras características que diferenciaban otras variedades y empezó a experimentar cruzándolas entre ellas, a partir de los resultados que obtuvo enunció las leyes de la genética:
-Ley de la transmisión independiente.
Estas leyes no son más que la descripción de la forma en que se heredan los caracteres de padres a hijos.
2.- HUGO DE VRIES (1900): 30 años después publicó las leyes que había descrito Mendel y que no fueron publicadas en su día.
3.- ROSALIND FRANKLIN: Obtuvo la primera imagen del ADN mediante rayos X y, gracias a ella, otros investigadores pudieron avanzar en el estudio del ADN.
4.- WATSON Y CRICK: Describieron la estructura en forma de de doble hélice del ADN gracias a la aportación de R. Franklin y de Chargaff.
Los estudios que realizó Chargaff le hicieron llegar a la conclusión de que las bases nitrogenadas iban siempre emparejadas de la misma forma, ya que siempre encontraba la misma cantidad de adenina que de timina (A=T) y la misma cantidad de guanina que de citosina (G=C), que se encuentran unidas entre ellas mediante puentes de hidrógeno.
A su vez, cada base se encuentra unida a un azúcar (que forma la estructura) unidos entre ellos por un fosfato.
Estas dos cadenas enfrentadas se enrollan hacia la derecha formando la doble hélice. Después, la doble hélice se va enrollando alrededor de sí misma (gracias a las proteínas histonas) hasta formar el cromosoma.
Pero realmente, en la célula, sólo encontramos el ADN en forma de cromosoma cuando la célula va a dividirse. Normalmente el ADN se encuentra en la célula en forma superenrollada formando una especie de ovillo de lana.
Es el ordenamiento de los cromosomas que se encuentra en un organismo y es característico de cada especie.
P. Ej.: La especie humana tiene 46 cromosomas, que se agrupan en:
En humanos, el ADN llega a medir hasta 2 metros.
Los genes son fragmentos de ADN y podemos encontrar hasta 30.000 genes que codifican proteínas vitales para la vida.
El genoma es el conjunto del material hereditario de un organismo, la secuencia de nucleótidos que especifican las instrucciones genéticas para el desarrollo y funcionamiento del mismo y que son transmitidas de generación en generación y de padres a hijos. Por tanto, el genoma de un organismo es el depositario de la información que permite que cada organismo se desarrolle y responda a las exigencias impuestas por el medio.
Aunque el hombre es el ser vivo más desarrollado no tiene el por qué tener un mayor número de pares de bases (es decir, que tengamos un ADN más largo) ya que hay otros organismos de menor complejidad que tienen el genoma mucho más grande debido a que existen muchas zonas del genoma que no tienen ninguna función o que están repetidas. Por delante de nosotros en tamaño podemos encontrar:
- Ameba 686000 Mb (millones de bases).
Tener un defecto de salud genético pude depender del cambio por error de una única base:
En una secuencia de ADN que codifica para una proteína normal, puede provocar dos efectos:
- Que la proteína que se forme sea de baja o nula funcionalidad, pero sin efectos negativos.
- Que la variación no dé lugar a una proteína vital y esto provoque graves enfermedades.
Es una técnica que se utiliza para multiplicar un fragmento de ADN un número de veces ilimitado. Es decir, ponemos un trozo de ADN que nos interese para trabajar (cadena molde) y le añadimos una serie de componentes necesarios para que se dé la replicación:
- ENCEBADOR: Fragmento de RNA que sirve de señal para que se una la polimerasa y pueda dar comienzo la replicación.
- POLIMERASA: enzima que copia la cadena de ADN original en otra idéntica.
- Medio externo con BASES NITROGENADAS para que puedan ser unidas a la cadena.
- TAMPÓN: Para mantener el pH necesario para la reacción.
- Iones Mg2+: Cofactor que ayuda a actuar al a polimerasa.
Al final de la reacción, después de diversos cambios bruscos de temperatura, obtendremos dos fragmentos de ADN iguales y se continúa repitiendo el proceso hasta que tengamos la cantidad de ADN suficiente como para poder trabajar con ella.
Es el proceso de separación de moléculas mediante el cual podemos observar el tamaño de una muestra de ADN y compararlo con otras moléculas.
Añadimos una muestra del ADN que queremos analizar en un extremo del gel de agarosa, le aplicamos carga eléctrica y los fragmentos de ADN se desplazarán a través de sus poros hacia el polo + ya que el ADN tiene carga negativa, lo que significa que el fragmento más pequeño migrará más hacia el polo +.
• El jardinero de la casa,
• La esposa del empresario
• Y el vicepresidente de la compañía.
El asesino es ………………………………….., ya que podemos observar que todas las bandas del ADN analizado del vicepresidente se encuentran también en la sangre analizada en el abdomen del mosquito, ya que el mosquito pudo picar a la víctima y al vicepresidente dentro del coche.
ESTRUCTURA QUÍMICA DEL ADN
Construya un modelo tridimensional del ADN con materiales como alambre o cintas metálicas delgadas, cable eléctrico, grueso, papel, etc.; en el cual se distingan claramente: el grupo fosfato, el azúcar (desoxirribosa) y las bases nitrogenadas con sus respectivos nombres. También identifique cada sustancia con un color diferente; pero como se repiten debe conservar los respectivos colores en cada caso. El modelo debe reflejar la misma apariencia tridimensional como se observa en los dibujos y animaciones. Utilice los vínculos o páginas de Internet que en http://biologiaiedcostarica.es.tl se encuentran (proyecto biosfera).
¿Qué diferencia existe entre la CROMATINA y los CROMOSOMAS?
¿Qué diferencias presenta el nucléolo con el núcleo?
Siendo la INTERFASE una fase o estado del ciclo celular, ¿qué ocurre en esta etapa en relación con el ADN y los cromosomas?
¿Cuáles son las parejas de bases nitrogenadas que hacen parte del ADN?
¿Cuáles son las principales funciones del ADN?
¿Cómo se pueden definir los NUCLEOTIDOS dentro del ADN? (No escriba lo mismo que encuentra aquí en la Web; redactelo de otra manera)
Dibuje los cuatro nucleótidos de ADN posibles, especificando sus componentes químicos. Utilice dibujos de internet donde se ven los anillos con los átomos de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno.
EL CODIGO GENÉTICO Y LA SINTESIS DE PROTEÍNAS
1. Las células necesitan constantemente proteínas. Por lo tanto debe existir un mecanismo bioquímico rápido y eficiente para esta importante función celular. El proceso es una secuencia, y, estrictamente en orden. Escriba dentro del paréntesis las letras a,b,c,d,e desde el primer paso hasta el último.
( ) El ARNm sale del núcleo, hacia los ribosomas, con el mensaje o secuencia de codones.
( ) Formación de un ARN mensajero tomando como plantilla una de las cadenas de ADN.
( ) Separación de las dos cadenas de nucleótidos del Acido desoxirribonucleico.
( ) El mensaje del ARNm es leído o traducido por los ribosomas, uniendo los aminoácidos.
( ) El ARN de transferencia se une a cada uno de los aminoácidos necesarios.
2. El mensaje contenido dentro del ADN se refiere a
a) Las parejas de base nitrogenadas que unen a las dos cadenas de desoxirribonucleótidos.
b) El orden de nucleótidos a lo largo del ADN antes de formarse el ARN mensajero.
c) La secuencia de nucleótidos del ARN mensajero en los conocidos codones.
d) La secuencia de tripletes de bases nitrogenadas del ácido desoxirribonucleico.
3. El mensaje contenido en el ADN se refiere al tipo de proteína que los ribosomas deben fabricar. Pero el mensaje incluye concretamente
a) La cantidad de proteína que necesita la célula en un momento dado.
b) Los aminoácidos y el orden en que deben unirse para formar la proteína.
c) El número de moléculas de proteína para definir su estructura terciaria.
d) La estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de la proteína.
4. El ADN nunca sale del núcleo hacia el citoplasma durante la síntesis de las proteínas. En su lugar el ARN mensajero recibe la trascripción del mensaje. Si el mensaje del ADN es TTA CGG CCG ATA
Los codones en el ARNm deben ser
5. El código genético del ARNm se describe como
a) El listado de aminoácidos que integran las proteínas en los seres vivos.
b) Los tripletes de bases nitrogenadas y sus correspondientes aminoácidos.
c) Las posibles coincidencias de bases nitrogenadas con los aminoácidos.
d) Las bases nitrogenadas del ARN mensajero con las parejas A-U C-G
6. Uno de los siguientes tripletes de bases nitrogenadas incluidos en el código genético, sirve para iniciar la traducción del mensaje del ARNm cuando llega a los ribosomas
7. La traducción del mensaje que trae el ARNm se efectúa gracias al
a) Acido desoxirribonucleico
c) Acido ribonucleico mensajero
d) Acido ribonucleico soluble
8. La afinidad química entre bases nitrogenadas es la clave para entender la secuencia de eventos en la síntesis de proteínas. Entonces podemos afirmar que
a) No todas las bases nitrogenadas sirven en el proceso de transcripción y traducción.
b) La transcripción es el primer paso y la traducción el último.
c) Cada base nitrogenada tiene otra que es compatible químicamente con otra.
d) Los codones del ARNm tienen sus anticodones en ARNt afines o compatibles.
9. Observando el último dibujo de la síntesis de proteínas, la compatibilidad entre el triplete de bases nitrogenadas de un ARNt (anticodón) y el triplete respectivo (codón) en el ARNm conserva la regla A-U C-G. Para cada uno de los siguientes codones escriba los anticodones respectivos.
10. Cuando está ocurriendo la síntesis de un péptido o de una proteína en los ribosomas, los ARNt van acercando los aminoácidos al polirribosoma; pero son los _________________ quienes deben moverse para ir aumentando la cadena de aminoácidos durante los enlaces peptídicos.
TODAS LAS ACTIVIDADES PARA DESARROLLAR EN CASA CONSISTEN EN HACER LA LECTURA DE TODA LA PRESENTE GUÍA, LA CUAL HEMOS TRABAJADO DURANTE LAS CLASES DE QUÍMICA Y DESPUÉS DESARROLLAR EL TALLER DE APLICACIÓN Y LA EVALUACIÓN.
POSTERIORMENTE, DEBEN SUBIR AL correo
INSTITUCIÓN EDUCATIVA ANGEL MARIA PAREDES
PROFESORA: Mg. MAIRA ALEJANDRA BERMEO PARRA.
UNIDAD 1: LOS HIDROCARBUROS.
-
Hidrocarburos Alifáticos.
Hidrocarburos Aromáticos.
COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Básicas, científicas, interpretativas, comprensión, argumentación y proposición.
Identifica y explica las propiedades de compuestos orgánicos como los hidrocarburos.
OBJETIVO: Identificar y explicar las propiedades de los compuestos orgánicos los hidrocarburos.
ESTUDIANTE: ______________________________________________________ COD: ______
FASE I:LECTURA RELACIONADA.
“El Señor Don Sodio y Doña Cloro”
El señor don Sodio, debido a su carácter, vivía cautivo y vigilado severamente por doña Kerosene. No debía salir de su encierro, pues en cuanto estaba libre reaccionaba violentamente con el primero que se encontraba a su paso, se producían acaloradas discusiones y la mayoría de las veces se escuchaban pequeñas explosiones y hasta chispitas se veían iluminando el lugar. Era difícil escapar de doña Kerosene, ella era la única que lo mantenía quieto, tranquilo y callado.
Don Sodio pensaba, si logro escaparme, prometo portarme bien y seré amable con todo el mundo, me encuentro tan solo y aislado en este encierro.
De pronto ve que la puerta está entre abierta y decide salir en un descuido de la señora Kerosene. Antes de escapar se miró al espejo y se vio tan deslucido y opaco que decidió, arreglarse un poquito.
Rápidamente se afeitó y su piel presentó un hermoso brillo plateado e iridiscente. -¡Qué bien luzco! - dijo. Se arregló su corbata y partió a dar una vueltecita. No había dado muchos pasos, cuando observó que venía en sentido contrario una jovencita de aspecto etéreo, envuelta en una nube de encaje amarillo verdoso y esparciendo un olor penetrante que hizo carraspear a don Sodio.
Reconoció al instante quien era.
- ¡Pero si es doña Cloro! - Exclamó. Que bien se ve.
Y sin que ella se lo pidiera se arrancó el primer electrón que tenía a mano y se lo entregó en señal de amistad y admiración. Había prometido no ser violento. Doña Cloro recibió esta muestre tan espontánea de amistad con gran entusiasmo y alborozo, pues sentía una gran fascinación por los electrones.
Ninguno de los dos había visto el bullicio y algarabía que producía este encuentro. Hubo un aumento de temperatura en el ambiente, don Sodio, sintió que algo cambiaba en él profundamente, parecía que al entregar el electrón se le hubiera ido también su identidad.
¿Cómo es posible, se decía, que esta pequeñísima parte mía, que ya no está presente me esté produciendo tantos trastornos?
Al mismo tiempo que esto le sucedía a don Sodio, doña Cloro también experimentaba: su hermoso y vaporoso vestido de encaje amarillo verdoso fue desapareciendo y su olor penetrante se extinguió.
¿Quién iba a pensar, se decía, que el electrón que de don Sodio, me iba a causar tantos problemas? Y se fue desvaneciendo.
Rápidamente y en reemplazo total de doña Cloro y don Sodio, apareció una figurita blanca y saladita, sin olor, la princesita Cloruro de Sodio, más conocida popularmente con el apodo de sal de comer.
Nada de ella recuerda a sus progenitores. Ella es tan blanca y cristalina, tan tranquila, rara vez se altera. El aire no le produce ningún trastorno, acepto cuando está húmedo, que la pone aguachenta.
Quiso Cloruro de Sodio conocer el lugar y se fue a pasear a una hermosa playa. Al mirar el mar se quedó fascinada: las olas iban y venían, la espuma que se formaba era como un encaje que podría ser un hermoso adorno de su vestido blanco. Se inclinaba para recoger un poco de espuma, cuando una gigantesca ola la envolvió y la princesita Cloruro de Sodio cayó de cabeza al mar.
Tragó mucha agua, ésta le pareció insípida, no tenía sabor alguno. Al mismo tiempo, sintió que su cuerpecito se deshacía en miles de pedacitos. Aparentemente había desaparecido, pero sus diminutas partículas se repartieron en la inmensidad del mar. El agua lentamente fue adquiriendo el sabor salado de la princesita. Ella mientras tanto decía: ¡Qué curioso lo que me ha sucedido! Yo no me veo, nadie me puede ver, pero estoy en el agua y mi presencia se nota en el sabor del agua.
Pienso, se decía, que alguien sacará un poco de agua de mar y el agua se evaporará lentamente, parte de los cristales salados que forman mi cuerpo, se podrían recuperar.
Desde entonces el agua de mar tiene ese sabor salado tan característico y la princesita Cloruro de Sodio llega a todas partes. Todos la conocen.
En nuestras casas su lugar habitual es el salero, pero también la encontramos en las comidas, haciéndolas más sabrosas. La llevamos en la sangre y cuando alguien llora, se desliza disuelta en lágrimas, que tienen su sabor.
Si deseamos observarla, debemos alejarla del agua, así la veremos blanquita y cristalizada. Pero si este sólido se moja, se deshace y no la vemos más. Sin embargo, allí está, diminuta e invisible. Cambia de apariencia, pero sigue siendo la saladita princesita Cloruro de Sodio.
1. ¿En qué líquido se debe guardar Don Sodio? ¿Por qué?
2. ¿Qué aspecto tiene don Sodio?
3. ¿Qué entrega fácilmente Don Sodio a Doña Cloro?
4. ¿Qué variable cambia en el ambiente, en esa entrega?
5. ¿Qué aspecto presenta doña Cloro?
6. ¿Qué sustancia se forma entre doña Cloro y don Sodio?
7. ¿Qué aspecto presenta la princesita?
8. ¿Por qué el mar es salado?
9. ¿Dónde es posible encontrar a la princesita Cloruro de Sodio?
FASE II Y III: TEORÍA Y CONCEPTOS.
Los Hidrocarburos son compuestos orgánicos conformados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos son ejemplos de hidruros del grupo 14. Debido a que el carbono tiene 4 electrones en su capa más externa (y debido a que cada enlace covalente requiere una donación de 1 electrón, por átomo, para la formación del enlace) por lo tanto el carbono tiene exactamente cuatro enlaces que hacer, y sólo es estable si se usan los 4 de estos enlaces. Los Hidrocarburos aromáticos (arenos), alcanos, ciclo alcanos y alquilo son compuestos basados en diferentes tipos de hidrocarburos.
Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas, y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos sustituidos.
La mayoría de los hidrocarburos encontrados en la Tierra ocurren naturalmente en petróleo crudo, donde la materia orgánica descompuesta proporciona una abundancia de carbono e hidrógeno que, cuando se une, puede catenarse para formar cadenas aparentemente ilimitadas.
Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos: alifáticos y aromáticos. Los alifáticos se pueden clasificar a su vez en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
Hidrocarburos saturados o alcanos: son compuestos formados por carbono e hidrógeno, presentan enlaces sencillos (SP3). Presenta una fórmula general (CnH2n+2), donde n es el número de carbonos del compuesto y el sufijo o y su terminación es ano.
CH4→ Metano, C2H6→Etano, C3H8→Propano, C4H10→Butano, C5H12→Pentano, C6H14→ Hexano, C7H16→Heptano C8H18→Octano, C9H20→Nonano, C10H22→Decano.
De acuerdo al tipo de estructuras que pueden formar, los hidrocarburos se pueden clasificar en:
Hidrocarburos acíclicos, los cuales presentan sus cadenas abiertas. A su vez se clasifican en:
Hidrocarburos lineales a los que carecen de cadenas laterales.
Hidrocarburos ramificados, los cuales presentan cadenas laterales.
Hidrocarburos cíclicos o ciclo alcanos, que se definen como hidrocarburos de cadena cerrada. Estos a su vez se clasifican como:
Monocíclicos, que tienen una sola operación de ciclización.
Policíclicos, que contienen varias operaciones de ciclización.
Los sistemas Policíclicos se pueden clasificar por su complejidad en:
Fusionados, cuando al menos dos ciclos comparten un enlace covalente.
Cicloalcano bicíclico de fusión.
Espiroalcanos, cuando al menos dos ciclos tienen un solo carbono en común.
Cicloalcano bicíclico espiro.
Puentes Estructuras de von Baeyer, cuando una cadena lateral de un ciclo se conecta en un carbono cualquiera. Si se conectara en el carbono de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto espiro. Si la conexión fuera sobre el carbono vecinal de unión del ciclo con la cadena, se tendría un compuesto fusionado. Una conexión en otro carbono distinto a los anteriores genera un puente.
Cicloalcanos tipo puente. Agrupaciones, cuando dos ciclos independientes se conectan por medio de un enlace covalente.
Cicloalcanos en agrupaciones. Cuando a partir de un ciclo dos cadenas se conectan con otro ciclo.
Según los enlaces entre los átomos de carbono, los hidrocarburos se clasifican en:
Hidrocarburos alifáticos, los cuales carecen de un anillo aromático, que a su vez se clasifican en:
Hidrocarburos saturados, (alcanos o parafinas), en la que todos sus carbonos tienen cuatro enlaces simples (o más técnicamente, con hibridación sp3).
Hidrocarburos no saturados o insaturados, que presentan al menos un enlace doble (alquenos u olefinas) o triple (alquino o acetilénico) en sus enlaces de carbono.
Hidrocarburos aromáticos, los cuales presentan al menos una estructura que cumple la regla de Hückel (Estructura cíclica, que todos sus carbonos sean de hibridación sp2 y que el número de electrones en resonancia sea par no divisible entre 4).
Los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les conoce como gas natural.
La explotación comercial de los hidrocarburos constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman parte de los principales combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes.
Según los grados API (American Petroleum Institute, medida de densidad de los compuestos derivados del petroeo), se clasifican en:
Simples hidrocarburos y sus variaciones
#deC Alcano (enlace único) Alqueno (doble enlace)Alquino (triple enlace)Cicloalcano Aleno
2 Etano Eteno (etileno) Etino (acetileno) — —
3 Propano Propeno (propileno) Propino (metilacetileno) Ciclopropano Propadieno (alleno)
4 Butano Buteno (butileno) Butino Ciclobutano Butadieno
5 Pentano Penteno Pentino Ciclopentano Pentadieno (piperileno)
6 Hexano Hexeno Hexino Ciclohexano Hexadieno
7 Heptano Hepteno Heptino Cicloheptano Heptadieno
8 Octano Octeno Octino Ciclooctano Octadieno
9 Nonano Noneno Nonino Ciclonano Nonadieno
10 Decano Deceno Decino Ciclodecano Decadieno
11 Undecano Undeceno Undecino Cicloundecano Undecadieno
12 Dodecano Dodeceno Dodecino Ciclododecano Dodecadieno
Debido a las diferencias en la estructura molecular, la fórmula empírica sigue siendo diferente entre los hidrocarburos; en los alcanos lineales o de "cadena recta", los alcanos y los alquenos, la cantidad de hidrógeno enlazado disminuye en los alcanos y los alquinos debido a la "autovinculación" o catenación del carbono que impide la saturación completa del hidrocarburo mediante la formación de enlaces dobles o triples.
Esta capacidad inherente de los hidrocarburos para unirse a sí mismos se conoce como catenación, y permite que los hidrocarburos formen moléculas más complejas, como el ciclohexano, y en casos más raros, arenos como el benceno. Esta capacidad proviene del hecho de que el carácter de enlace entre los átomos de carbono es enteramente no polar, en el sentido de que la distribución de electrones entre los dos elementos se debe de alguna manera a los mismos valores electronegatividad de los elementos (~0.30), y no resulta en la formación de un electrofilo.
Generalmente, con la catenación viene la pérdida de la cantidad total de hidrocarburos enlazados y un aumento en la cantidad de energía requerida para la división de la unión debido a la tensión ejercida sobre la molécula; en moléculas como el ciclohexano, esto se conoce como tensión anular, y ocurre debido a la configuración electrónica espacial "desestabilizada" del átomo.
En química simple, según la teoría del enlace de valencia, el átomo de carbono debe seguir la regla del 4-hidrógeno, que establece que el número máximo de átomos disponibles para unirse con el carbono es igual al número de electrones que son atraídos hacia la capa externa del carbono. En términos de capas, el carbono consiste en una capa externa incompleta, que comprende 4 electrones, y por lo tanto tiene 4 electrones disponibles para enlaces covalentes o enlaces dativos.
Los hidrocarburos son hidrofóbicos como los lípidos.
Algunos hidrocarburos también son abundantes en el sistema solar. Se han encontrado lagos de metano y etano líquido en la luna más grande de Titan, Saturno, confirmada por la Misión Cassini-Huygens.4
Los hidrocarburos también son abundantes en las nebulosas que forman hidrocarburo aromático policíclico (PAH).5
Refinerías de petróleo] son una de las formas en que se procesan los hidrocarburos para su uso. El petróleo crudo se procesa en varias etapas para formar hidrocarburos deseados, usados como combustible y en otros productos.
Vagón cisterna 33 80 7920 362-0 con gas hidrocarburo en Bahnhof Enns (2018).
Los hidrocarburos son una fuente de energía primaria para las civilizaciones actuales. El uso predominante de los hidrocarburos es como fuente de combustible. En su forma sólida, los hidrocarburos toman la forma de asfalto (betún).
Las mezclas de hidrocarburos volátiles se utilizan ahora con preferencia a los clorofluorocarbonos como propulsor para aerosoles, debido al impacto de los clorofluorocarbonos en la capa de ozono.
El metano (CH4) y el etano (C2H6) son gaseosos a temperatura ambiente y no pueden ser fácilmente liquidados por presión sola. El Propano (C3H8) es, sin embargo, fácil de licuar, y existe en 'botellas de propano' principalmente como líquido. El butano (C4H10) es tan fácil de licuar que proporciona un combustible seguro y volátil para pequeñas bolsas lighters. El pentano (C5H12) es un líquido incoloro a temperatura ambiente, comúnmente utilizado en química e industria como un poderoso solvente casi inodoro de ceras y compuestos orgánicos de alto peso molecular, incluyendo grasas. El Hexano (C6H14) es también un solvente no polar y no aromático ampliamente utilizado, así como una fracción significativa de gasolina común. Los C6 hasta C10 alcanos, los alcanos y cicloalcanos isoméricos son los componentes principales de las mezclas de gasolina, nafta, combustible para aviones y solventes industriales especializados. Con la adición progresiva de unidades de carbono, los hidrocarburos simples estructurados sin anillo tienen viscosidades más altas, índices de lubricación, puntos de ebullición, temperaturas de solidificación y un color más profundo. En el extremo opuesto del metano se encuentran los alquitranes pesados que permanecen como la fracción más baja en una réplica de refinación de petróleo crudo. Se recogen y se utilizan ampliamente como compuestos para techos, composición de pavimentos, conservantes de la madera (la serie creosota) y como líquidos extremadamente resistentes al cizallamiento de alta viscosidad.
El uso de hidrocarburos también es frecuente en la naturaleza. Algunos artrópodos eusociales, como la abeja brasileña sin aguijón, Schwarziana quadripunctata, utilizan "olores" únicos de hidrocarburos para determinar el parentesco entre no parientes. La composición química de los hidrocarburos varía entre edad, sexo, ubicación del nido y posición jerárquica. 6
El envenenamiento por hidrocarburos como el de benceno y el petróleo suelen producirse accidentalmente por inhalación o ingestión de estos compuestos químicos citotóxicos. Inyección intravenosa o subcutánea de compuestos de petróleo con la intención del suicidio o abuso es un evento extraordinario que puede resultar en daño local o toxicidad sistémica como necrosis tisular, formación de absceso, fallo del sistema respiratorio y daño parcial en los riñones, el cerebro y el sistema nervioso. Moaddab y Eskandarlou informan de un caso de necrosis de la pared torácica y empiema resultante de un intento de suicidio por inyección de petróleo en la cavidad pleural.7
Hay tres tipos principales de reacciones de hidrocarburos:
-
-
-
Reacciones de sustitución
Las reacciones de sustitución sólo se producen en hidrocarburos saturados (enlaces carbono-carbono simples). En esta reacción, un alcano reacciona con una molécula de cloro. Uno de los átomos de cloro desplaza a un átomo de hidrógeno. Esto forma ácido clorhídrico así como el hidrocarburo con un átomo de cloro.
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
hasta CCl4 (tetracloruro de carbono)
C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl
C2H4Cl2 + Cl2 → C2H3Cl3 + HCl
hasta C2Cl6 (hexacloroetano)
Las reacciones de adición involucran a los alquenos y a los alquinos. En esta reacción una molécula halógena rompe el enlace doble o triple en el hidrocarburo y forma un enlace.
Los hidrocarburos son actualmente la principal fuente de energía eléctrica y de calor (como la calefacción de los hogares) debido a la energía que se produce cuando se quema.8
A menudo esta energía se utiliza directamente como calor, como en los calentadores domésticos, que utilizan ya sea petróleo o gas natural. El hidrocarburo se quema y el calor se utiliza para calentar el agua, que luego circula. Un principio similar se utiliza para crear energía eléctrica en centrales eléctricas.
Las propiedades comunes de los hidrocarburos son el hecho de que producen vapor, dióxido de carbono y calor durante la combustión y el oxígeno es necesario para que se produzca la combustión. El hidrocarburo más simple, metano, se quema de la siguiente manera:
CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2 + energía
En un suministro inadecuado de aire, se forman el gas monóxido de carbono y el vapor de agua:
2 CH4 + 3 O2 → 2 CO + 4 H2O
Otro ejemplo es la combustión de propano:
C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2 + energía
Y finalmente, para cualquier alcano lineal de n átomos de carbono,
O2 → (n + 1) H2O + n CO2 + energía
La quema de hidrocarburos es un ejemplo de una reacción química exotérmica.
Los hidrocarburos también pueden ser quemados con flúor elemental, resultando en productos tetrafluoruro de carbono y fluoruro de hidrógeno.
Fuente de petróleo natural en Korňa, Eslovaquia
Los hidrocarburos extraídos en forma líquida se denominan petróleo (literalmente "aceite de roca") o aceite mineral, mientras que los hidrocarburos en forma gaseosa se denominan gas natural. El petróleo y el gas natural se encuentran en el subsuelo de la Tierra con las herramientas de geología del petróleo y son una fuente importante de combustible y materias primas para la producción de productos químicos orgánicos.
La extracción de combustible líquido de hidrocarburos de cuencas sedimentarias es parte integral del desarrollo energético moderno. Los hidrocarburos son minados de arenas bituminosas y esquisto bituminoso, y potencialmente extraídos de hidrato de metano sedimentario. Estas reservas requieren destilación y mejoras para producir crudo sintético y petróleo.
Las reservas de petróleo en rocas sedimentarias] son la fuente de hidrocarburos para las industrias de energía, transporte y petroquímica.
Los hidrocarburos de importancia económica incluyen los combustibles fósiles tales como carbón, petróleo y gas natural, y sus derivados tales como plásticos,parafinas, ceras, solventes y aceites. Los hidrocarburos – junto con NOx y la luz solar. – contribuye a la formación de ozono troposférico y los gases de efecto invernadero.
Las bacterias en la capa gabróica de la corteza del océano pueden degradar los hidrocarburos; pero el medio ambiente extremo dificulta la investigación9 Otras bacterias como Lutibacterium anuloederans también pueden degradar hidrocarburos.10Es posible la micorremediación o descomposición de hidrocarburos por micelio y setas.11
Muchos hidrocarburos son altamente inflamables; por lo tanto, se debe tener cuidado para evitar lesiones. El benceno y muchos hidrocarburos aromáticos] son posibles carcinógenos, y se debe usar el equipo de seguridad adecuado para evitar que estos compuestos dañinos entren en el cuerpo. Si los hidrocarburos se queman en áreas estrechas, se puede formar monóxido de carbono tóxico. Los hidrocarburos deben mantenerse alejados de los compuestos flúor debido a la alta probabilidad de formación de compuestos tóxicos ácido fluorhídrico.
Los hidrocarburos se introducen en el medio ambiente a través de su uso extensivo como combustibles y productos químicos, así como a través de fugas o derrames accidentales durante la exploración, producción, refinación o transporte. La contaminación antropogénica del suelo por hidrocarburos es un grave problema mundial debido a la persistencia de los contaminantes y al impacto negativo en la salud humana12
Hidrocarburos sustituidos
Los hidrocarburos sustituidos son compuestos que tienen la misma estructura que un hidrocarburo, pero que contienen átomos de otros elementos distintos al hidrógeno y el carbono en lugar de una parte del hidrocarburo. La parte de la molécula que tiene un ordenamiento específico de átomos, que es el responsable del comportamiento químico de la molécula base, recibe el nombre de grupo funcional.
Los compuestos halogenados tienen como grupo funcional los átomos de halógenos. Tienen una alta densidad. Se utilizan en refrigerantes, disolventes, pesticidas, repelentes de polillas, en algunos plásticos y en funciones biológicas: hormonas tiroideas. Por ejemplo: cloroformo, diclorometano, tiroxina, Freón, DDT, PCBs, PVC. La estructura de los compuestos halogenados es: R-X, en donde X es flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I), y R es un radical de hidrocarburo.
Microorganismos que degradan los hidrocarburos
Los microorganismos se consideran como seres capaces de adaptarse y adaptar su metabolismo en función de las condiciones ambientales en las que se desarrollen y los parámetros físico-químicos que presenten, lo que les permite también desarrollarse en lugares donde están presentes los hidrocarburos.
Existen alrededor de 160 géneros de microorganismos que degradan los hidrocarburos, entre los principales se encuentran:
Los alcanos son compuestos formados por carbono e hidrógeno que sólo contienen enlaces simples carbono – carbono. Cumplen la fórmula general CnH2n+2, donde n es el número de carbonos de la molécula.
Alcanos, en los cuales, los carbonos se enlazan de manera continua (sin ramificaciones) se denominan alcanos de cadena lineal.
La familia de alcanos lineales es un ejemplo de serie homóloga. Serie homóloga de compuestos es una en la cual sucesivos miembros difieren en un grupo metileno (CH2). La fórmula general para alcanos homólogos es CH3(CH2)nCH3. Propano (CH3CH2CH3, con n=1) y butano (CH3CH2CH2CH3, con n=2) son homólogos.
En una serie homóloga las propiedades físicas varían de forma continua, tanto los puntos de fusión como los de ebullición van aumentando a medida que aumenta el número de carbonos de la molécula.
Alcanos con ramificaciones se denominan alcanos de cadena ramificada.
Los alquenos son hidrocarburos que contienen enlaces dobles carbono-carbono. Se emplea frecuentemente la palabra olefina como sinónimo.
Los alquenos abundan en la naturaleza. El eteno, es un compuesto que controla el crecimiento de las plantas, la germinación de las semillas y la maduración de los frutos.
Los alquenos se nombran reemplazando la terminación -ano del correspondiente alcano por -eno. Los alquenos más simples son el eteno y el propeno, también llamados etileno y propileno a nivel industrial.
Regla 1.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el doble enlace. La numeración comienza en el extremo que otorga al doble enlace el menor localizador.
Los alquenos se nombran reemplazando la terminación -ano del correspondiente alcano por -eno. Los alquenos más simples son el eteno y el propeno, también llamados etileno y propileno a nivel industrial.
Regla 1.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el doble enlace. La numeración comienza en el extremo que otorga al doble enlace el menor localizador.
Regla 2.- El nombre de los sustituyentes precede al de la cadena principal y se acompaña de un localizador que indica su posición en la molécula. La molécula se numera de modo que el doble enlace tome el localizador más bajo.
Regla 3.- Cuando hay varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente y se acompañan de sus respectivos localizadores
Regla 4.- Cuando el doble enlace está a la misma distancia de ambos extremos, se numera para que los sustituyentes tomen los menores localizadores.
Regla 5.- En compuestos cíclicos resulta innecesario indicar la posición del doble enlace, puesto que siempre se encuentra entre las posiciones 1 y 2.
Los alquinos son hidrocarburos que contienen enlaces triples carbono-carbono. La fórmula molecular general para alquinos acíclicos es CnH2n-2 y su grado de insaturación es dos. El acetileno o etino es el alquino más simple, fue descubierto por Berthelot en 1862.
Regla 1. Los alquinos responden a la fórmula CnH2n-2 y se nombran sustituyendo el sufijo -ano del alca-no con igual número de carbonos por -ino.
Regla 1. Los alquinos responden a la fórmula CnH2n-2 y se nombran sustituyendo el sufijo -ano del alca-no con igual número de carbonos por -ino.
Regla 2. Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contiene el triple enlace. La numera-ción debe otorgar los menores localizadores al triple enlace.
Regla 3. Cuando la molécula tiene más de un triple enlace, se toma como principal la cadena que contie-ne el mayor número de enlaces triples y se numera desde el extremo más cercano a uno de los enlaces múltiples, terminando el nombre en -diino, triino, etc.
G
Regla 4. Si el hidrocarburo contiene dobles y triples enlaces, se procede del modo siguiente:
1. Se toma como cadena principal la que contiene al mayor número posible de enlaces múltiples, prescindiendo de si son dobles o triples.
2. Se numera para que los enlaces en conjunto tomen los localizadores más bajos. Si hay un doble enlace y un triple a la misma distancia de los extremos tiene preferencia el doble.
3. Si el compuesto tiene un doble enlace y un triple se termina el nombre en -eno-ino; si tiene dos dobles y un triple, -dieno-ino; con dos triples y un doble la terminación es, -eno-diino
FASE IV: TALLER DE REPASO Y APLICACIÓN.
Resuelve en tu cuaderno los siguientes ejercicios sobre Alcanos:
Escribe la fórmula condensada de un alcano lineal, cuya fórmula molecular es C20H42.
Da la fórmula molecular, la fórmula condensada e indica el número de hidrógenos que tiene cada carbono en la molécula de octano.
Escribe la fórmula estructural del 2,4,6-trimetiloctadecano.
Dibujar las conformaciones más estable y menos estable del 2,3-dimetilpentano entre los carbonos C3-C4.
FASE V: EVALUACIÓN.
A. Escribe las estructuras de los siguientes alcanos ramificados
2) 2, 2, 3-trimetilbutano
3) 3-etil-2,3-dimetilhexano
4) 5-ter-butil-5-etil-3-isopropil-2,6-dimetiloctano
5) 4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano
6) 6-ter-butil-3,5,5-trietil-2,4-dimetilnonano
7) 7-butil-6-isobutil-5-isopropil-3,8-dimetil-7-neopentil-6-propilundecano
B. Escriba las estructuras de los siguientes compuestos
37.- 3-ciclopentil-3-etilhexano
38.- Isopropilciclohexano
39.- Ciclohexilcilohexano
40.- 1,1,3-trimetilciclobutano
41.- 1,1,2,2-tetrametilciclopropano
42.- 1,2-dimetilciclohexano
43.- 1-metil-2-propilciclooctano
INSTITUCION EDUCATIVA ANGEL MARIA PAREDES
Taller de lengua castellana
Docente: Pablo José Charry Mora
Realizar del libro “Narraciones Extraordinarias”, analice el segundo cuento “ El crimen de la calle Morgue”, conforme al esquema para el análisis de obras literarias visto en clase.
